Компрессоры. Типы и виды. Применение в строительстве
Пескоструйкой очистить с металла несмываемую краску, проделать яму в бетоне для установки столба, загрузить или разгрузить цементовоз. Казалось бы, что может быть общего у таких несхожих работ? Тем не менее, есть, и это общее ― применение сжатого воздуха. А вырабатывают его компрессоры. Интересно, что если работа заключается не в банальном обдуве (снега, пыли, мусора), то этот механизм всегда работает только в паре с другими механизмами.
Компрессоры и их применение в строительстве
Компрессор ― механизм для выработки сжатого воздуха (иногда другого сжатого газа). Строительные компрессоры предназначены для сжатия и подачи воздуха или газа под давлением другим строительным устройствам. Они применяются в строительных, ремонтных, монтажных и реставрационных работах. Касается это не только различных сооружений и зданий, но и дорожного строительства. Жилищно-коммунальные хозяйства применяют компрессоры в ремонтных и восстановительных работах. Они также нужны при опрессовке газовых и отопительных систем. Основные потребители сжатого воздуха ― пневматические машины и инструменты, например, отбойные молотки, бетоноломы, бурильные автоматы и пескоструйные машины.
Типы и виды компрессоров
Существует много критериев классификации компрессоров.
Например, по степени мобильности их можно разделить на стационарные и передвижные. Стационарные закрепляются на бетонном основании, их место в производственных цехах, а не на стройках. То есть, если касаться только строительных компрессоров, то стационарные будут служить для производства стройматериалов, а передвижные, установленные на шасси, будут работать на ближних и дальних стройках.
По виду используемой для работы энергии компрессоры подразделяются на дизельные, бензиновые и электрические. Естественно, наиболее экологичными будут электрические компрессоры. Кстати, они лучше других поддаются регулировкам и настройкам. Использующие топливо компрессоры применяются там, где нет электрообеспечения.
Компрессоры также подразделяются по принципу действия. Разные принципы действия обусловлены разными конструктивными особенностями:
Наиболее часто на стройках пользуются поршневыми и винтовыми компрессорами.
Поршневые компрессоры
Среди остальных компрессоров они выделяются простотой конструкции, невысокой стоимостью, лёгкостью обслуживания. Это главные причины, благодаря которым поршневые компрессоры используются чаще остальных. Кто знаком с двигателем внутреннего сгорания и кривошипно-шатунным механизмом, тому легко понять принцип работы таких компрессоров.
В зависимости от производительности поршневые компрессоры могут быть одноцилиндровыми и многоцилиндровыми. Мало того, из-за разного расположения цилиндров появляется новая классификация компрессоров:
И это ещё не всё: бывают цилиндры двойного действия, то есть поршень в них работает на сжатие воздуха обеими сторонами. Также поршневые компрессоры могут быть как одноступенчатыми, так и многоступенчатыми (это означает многократное сжатие одной и той же порции воздуха).
Винтовой компрессор
Иногда его называют роторным или ротационным. Принципиальное устройство таково: в герметичном корпусе находятся два ротора. Они пребывают в постоянном сцеплении благодаря винтовым зубьям. Один из роторов получает вращение от какого-либо двигателя. Вращение второго ротора обеспечивается сцеплением между ними.
Вращаясь в масляном слое, винтовая пара засасывает воздух. Масло в таких компрессорах выполняет много функций, одна из них ― уплотнение, не дающее воздуху уходить обратно. Масло также охлаждает всю установку и воздух и смазывает трущиеся узлы. Так как механизм практически всё время находится в смазке, у него уровень шума очень мал. По этой же причине винтовой компрессор считается необслуживаемой машиной. А это означает, что не надо содержать обслуживающий персонал. Если этот компрессор снабжён устройством, позволяющим регулировать частоту вращения, то экономится большое количество электроэнергии.
Постоянные охлаждение и смазка, автоматически выполняемые при работе компрессора, позволяют ему работать неограниченно долгий срок (вплоть до поломки двигателя или же какого-нибудь узла компрессора).
Какой выбрать: поршневой или винтовой?
Такие замечательные свойства винтовых компрессоров приводят к тому, что винтовые постепенно вытесняют на рынках поршневые модели.
Компрессоры других конструкций, их принцип работы
Другие виды компрессоров в строительстве применяются крайне редко. Они больше подходят конечным эффектом действия для газоперекачивающих станций, реактивных двигателей. Да и размеры их не совсем удобны для стройки.
Например, в осевых и центробежных компрессорах в создании избыточного давления участвуют лопасти, но принцип работы разный. У осевых лопасти располагаются в несколько рядов поперёк оси, причём каждый последующий ряд имеет больший радиус, следовательно, его лопасти будут иметь большую линейную скорость. Воздух поступает вдоль оси, и каждый ряд лопастей придаёт ему всё большую скорость. Благодаря такому ступенчатому разгону в камере, куда воздух закачивается и где, в конце концов, тормозится, возникает повышенное давление.
Частично похож принцип центробежного компрессора. Здесь также в создании давления участвуют несколько рядов лопастей. Но воздух поступает не по оси, а перпендикулярно лопастям, которые разгоняют этот воздух, увеличивая её кинетическую энергию. Получается, что на выходе с лопасти воздух за счёт центробежной силы уплотняется, то есть приобретает дополнительное давление, и кинетическая энергия движения воздуха превращается в потенциальную энергию сжатого воздуха.
Струйные компрессоры непрофессионал может даже не распознать, настолько он не похож на своих собратьев. Он состоит из сопла, камеры смешивания и диффузора. Принцип работы:
Чем симпатичен струйный компрессор, так это тем, что в нём нет ни одной трущейся и вращающейся детали. Это первый признак долговечности любого механизма.
Какой привод будет у компрессора ― это зависит от тех условий, где он будет применяться. Так как наиболее часто применяются дизельные и электрические модели, то рассмотреть выбор надо на их примере. Дизельные компрессоры незаменимы в дорожном строительстве и про ремонте дорог. Диктуется то, конечно же, независимостью от источников электроэнергии. В остальных случаях лучше применять электрические. Их плюсы:
Еще про оборудование:
Еще про крупногабаритную технику, оборудование и транспорт :
Применение компрессора в современном строительстве
Компрессор – это электрическое и механическое устройство, служащее для сжимания и подачи газов под давлением. Этот универсальный механизм широко распространен в различных отраслях, но главным образом – в строительстве. Применение компрессоров в строительной сфере совершенно необходимо и многогранно.
Строительный компрессор применяют для устранения любых дефектов при возведении фундамента и неправильных стяжках. Также его используют для бурения разных отверстий, разрушения и возведения различных объектов (стен, фундамента, конструкций), при забивке свай. Именно поэтому любая крупная строительная фирма не может обойтись без собственного компрессора. Если же устройство требуется для единичных работ, то лучше всего подойдет аренда компрессора.
Строительный компрессор – основа работы различных пневмоинструментов, таких как отбойные молотки, пескоструйное оборудование, пульвелизаторы, краскопульты, бетоноломы.
Какие они бывают
В зависимости от условий и функций применения компрессоры бывают поршневые, осевые, струйные, винтовые и ротационные. Компрессоры, использующиеся для сжатия воздуха, называются воздушными. Поршневой компрессор имеет простую конструкцию и способен создавать стабильное высокое давление. Винтовой механизм очень востребован при любых строительных работах, так как обладает рядом преимуществ. Он способен работать круглосуточно без перерыва, к тому же имеет низкий порог шума и минимальное потребление масла.
Помимо этого, строительные компрессоры могут быть стационарными и передвижными, с различными типами двигателей: электрические, дизельные или бензиновые.
Где применяют
Еще одна сфера строительства, которую невозможно представить без применения компрессора, – дорожно-монтажные работы. Ремонт автострад, асфальтирование дорог, снятие слоев асфальта выполняются только с помощью строительного компрессора. Кроме того, они широко используются в инструментах для сдувания пыли с поверхностей, в механизмах производства изделий из цемента.
Важная особенность современного компрессора – это мощное давление, равное его производительности. Поэтому если стоит задача выбрать нужный компрессор, то нужно учесть, прежде всего, диапазон его применения. Этот агрегат с большим давлением лучше всего использовать при сильной необходимости сжатия воздуха в строительном процессе. Бесспорно, компрессоры помогут значительно облегчить и ускорить многочисленные работы, связанные со строительством.
Пневмоинструмент для ремонтных и строительных работ
В этой статье: этапы изобретения пневмоинструмента; конструкция, принцип работы и виды; области применения пневматического инструмента; положительные и отрицательные характеристики; оборудование, необходимое для работы пневмоинструмента; принципы создания трубопровода для сжатого воздуха; критерии выбора и производители.
В начале прошлого века в технологической и научной сферах был совершен неожиданный и мощный рывок вперед — за несколько десятков лет было сделано больше, чем за несколько прошедших веков. Прогресс произошел и в области строительства, заменив большую часть ручного инструмента на электрический и пневматический, причем последний стал настоящим прорывом в обеспечении ремонтных и строительных работ, поскольку при высокой производительности наименее требователен в обслуживании. Какими характеристиками обладает пневмоинструмент и насколько сложно его эксплуатировать?
Экскурс в историю пневмоинструмента
Поскольку любой пневматический инструмент не может работать без сжатого воздуха, подаваемого компрессором, то история пневмоинструмента началась в середине XVII века, с изобретением немецким инженером и физиком Отто фон Герике вакуумного насоса. Правда, практического применения насоса фон Герике в то время не было, только лишь «магические» представления со знаменитыми Магдебургскими полушариями, соединение которых после выкачивания воздуха из образованной ими сферы не могли разорвать 16 ломовых лошадей.
Спустя два века изобретатели наконец-то обратили внимание на возможности пневматики — англичанин Джордж Медхурст создал пневматическую почту для почтовых отделений банков, а Альфред Бич разработал пневматический метрополитен для подземной перевозки грузов и даже пассажиров.
Первые модели пневматических инструментов были созданы американскими инженерами в конце XIX века — Георг Лейнер создал ручной пневматический отбойный молоток, а Чарльз Брэди Кинг разработал пневматический молотковый перфоратор.
Принцип работы и виды пневмоинструмента
Пневматический инструмент работает от сжатого воздуха, поступающего к его двигателю от компрессора по шлангу высокого давления. Нагнетающая воздух компрессорная установка оснащается электрическим, бензиновым или дизельным двигателем, пневмоинструмент электроэнергию не потребляет. Корпус изготавливается из алюминиевых сплавов и высокопрочных композитов, редукторные колеса, роторы, шпиндели и подшипники выполняются из конструкционной и легированной стали, прошедшей закалку. Точная обработка и подгон подвижных деталей друг к другу позволяют снизить шумность инструмента при его работе — некоторые виды пневмоинструмента работают более шумно, чем электромеханические аналоги, однако это связано в большей степени с особенностями работы, чем с конструкционными недоработками. Степень вибрации пневматического инструмента зависит от качества изготовления, присутствия зубчатых передач и т.д., однако вибрация качественных моделей невелика, поскольку в их конструкции передача крутящего момента происходит без участия зубчатых передач — сразу от двигателя на вал.
В зависимости от типа пневматического инструмента, сжатый воздух приводит в действие механизм удара, вращения или нагнетания.
К пневмоинструментам ударного типа относятся пневмозубила, отбойные и рубильные молотки, пневмотрамбовки, гвозде- и скобозабивающие пистолеты, пневмопробойники и т.д. Чаще всего пневмомолоток предназначен для работы одной рукой, его вес не превышает одного килограмма, при этом производительностью он не уступает более увесистому ударному инструменту с электроприводом. Такой инструмент обладает широким спектром применения — к примеру, при помощи пневматического зубила с комплектом сменяемых насадок можно рубить листы металла и трубы, отбивать штукатурку и плитку, вырубать штробы, а при замене насадки на металлическую щетку можно будет производить зачистку металлических поверхностей. Нанося за одну минуту от 3000 до 5000 ударов по 2-5 Дж каждый, такое пневмозубило расходует от 100 до 250 л воздуха в минуту. Ударный пневмоинструмент большей мощности используется для сноса бетонных и кирпичных построек, заменяя привычные отбойные молотки, а при высверливании отверстий диаметром более 30 мм превосходит характеристики электроинструмента — устранение пыли и мелких обломков при сверлении производится воздушной струей, а не канавками, нанесенными на поверхность бура электроперфоратора, что облегчает процесс работы.
Пневматический инструмент, оснащенный роторно-пластинчатым двигателем, вращающим рабочую головку с насадкой — пневмодрели, гайковерты, шлифовальные машинки, шуруповерты и пр. В работе пневмодрели и гайковерты схожи с электрическими аналогами, за исключением меньших веса и габаритов при равноценной мощности, поэтому в ходе строительных работ используется редко и более популярны в фабричных цехах и мастерских. Что же касается шлифовального и отрезного пневмоинструмента, то при значительных объемах работ в условиях производственных цехов или строительных площадок его характеристики превосходят модели с электроприводом, поскольку обладают большим рабочим ресурсом.
Нагнетаемый компрессором воздух приводит в действие распыляющий пневмоинструмент — краскопульт, пистолеты для смазки и пескоструйные.
Пневмоинструмент используется в самых разных сферах производства. В строительстве он необходим при возведении, ремонте и сносе зданий, как основной инструмент для каркасного домостроения или инструмент для изготовления поддонов, в машиностроении и металлообработке — для создания металлоконструкций самого различного назначения, в горных разработках и шахтном деле — для вырубки породы.
Характеристики пневматического инструмента
Основное преимущество пневматического инструмента заключается в простоте конструкции — не более 30 деталей, в числе которых нет ни одного хрупкого элемента. Рассмотрим, какими еще плюсами обладает пневмоинструмент по сравнению с электроинструментом:
Оборудование, необходимое для работы пневмоинструмента
Если для пользования электроинструментом необходима лишь электропроводка достаточного сечения, подключенная к источнику тока, то пневматический инструмент не будет работать без комплекса оборудования — компрессора, оборудования для подготовки воздуха и пневмомагистрали.
В среднем пневмоинструмент потребляет около 300-400 л воздуха за одну минуту, мощность компрессора определяется по числу единиц пневматического инструмента, которые будут работать одновременно, при этом компрессор должен производить на 30-50% большее объема сжатого воздуха, чем это необходимо. Повысить мощность компрессора можно путем использования емкости ресивера, где будет накапливаться сжатый воздух.
Подготовка воздуха перед его подачей на инструмент должна проводиться обязательно, иначе оборудование быстро выйдет из строя. В составе системы воздухоподготовки осушитель, отделяющий конденсированную влагу фильтр, лубрикатор и регулятор давления воздуха с манометром. Осушитель, в емкости которого накапливается конденсат и различные взвеси, устанавливается на выходе воздуха из компрессора, в случае разветвленной системы пневмотрубопровода фильтры для отвода конденсата необходимо устанавливать дополнительно на каждый вывод трубопровода. Для подачи масла в пневмосистему используется лубрикатор. Оба прибора — лубрикатор и осушитель — предназначены для предотвращения коррозии инструментов.
Пневмомагистраль, по которой к рабочим постам подается сжатый воздух, выполняется из медных, алюминиевых, металлокерамических, металлопластиковых и, в наиболее «бюджетном» варианте, из водопроводных труб. Эффективность пневмопровода зависит от сечения и материала, из которого выполнены трубы. Чтобы предупредить падение давления на некоторых его участках, необходимо создать замкнутую систему, установив в наиболее удаленных участках дополнительные ресиверы. Для борьбы с конденсатом трубы укладываются под 2° уклоном по ходу движения воздуха, на выходах их необходимо оснастить кранами для слива накопившегося конденсата. Образование конденсата в пневмомагистрали будет наименьшим, если трубу укладывать вдоль стен или на уровне потолка, наихудшим вариантом будет прокладка труб внутри пола или стен.
Помимо магистрального пневмопровода для подачи к инструментам сжатого воздуха используются армированные тканью шланги, с внешним диаметром от 12 до 20 мм и наибольшей длиной 50 м. В условиях цеха наиболее удобны полиуретановые и нейлоновые шланги, собранные спиралью и оснащенные быстроразъемными муфтами и штепсельными штуцерами.
Как выбирать пневмоинструмент
На российском рынке представлен пневмоинструмент зарубежных производителей, в том числе немецких «Schneider», «Rodcraft» и «Prebena», американских «Gison» и «Basso», австрийской «Stid», чешской «Deprag», японской «Shinano», тайваньской «Sumake», а также отечественных — ООО «Пневмокомплект-Ек», ОАО МЗПИ «Московский завод пневмоинструмента», ООО «Томский завод Кузнецова» и др.
Основными критериями выбора пневмоинструмента будут его следующие характеристики:
Изучите корпус предлагаемого продавцом пневмоинструмента и его магазинную часть — чем меньше пластиковых вставок, тем лучше, большинство корпусных элементов должно быть из металла. Оцените, насколько точно подогнаны элементы корпуса, убедитесь в отсутствии на нем раковин и трещин. Следует отметить, что при выборе гвоздезабивного пневмоинструмента лучше отдать предпочтение моделям с магазином, крепежом для которого выступает гвоздь барабанный или барабанные гвозди. Поскольку для пневматического инструмента постоянно необходим специализированный крепеж (определенная ширина скобы или длина гвоздя), правильным будет выбрать поставщика, предоставляющего необходимый ассортимент качественных расходных материалов по приемлемым расценкам.